GIA SƯ SV · TOÁN · LỚP 9
Tứ giác nội tiếp lớp 9 – Lý thuyết, cách giải và bài tập
Mục tiêu và kiến thức nền
Chứng minh bốn điểm đồng viên và khai thác góc. Cần biết góc nội tiếp và góc bù.
Khái niệm và tiêu chuẩn
Tứ giác nội tiếp có bốn đỉnh cùng thuộc một đường tròn. Tổng hai góc đối bằng 180°. Ngược lại, một tứ giác lồi có tổng hai góc đối 180° thì nội tiếp. Một dấu hiệu thường dùng: hai đỉnh cùng nhìn đoạn AB dưới góc vuông đều thuộc đường tròn đường kính AB.
Có thể chứng minh bằng cách chỉ ra bốn điểm cùng cách một tâm một khoảng, hoặc hai góc cùng nhìn một đoạn có số đo bằng nhau với điều kiện vị trí phù hợp. Góc ngoài tại một đỉnh của tứ giác nội tiếp bằng góc trong đối diện.
Phương pháp
Chọn tứ giác có các góc đã biết vuông hoặc bù nhau. Ghi rõ bốn đỉnh theo thứ tự quanh tứ giác; chứng minh tiêu chuẩn rồi kết luận. Sau khi có nội tiếp, dùng các góc cùng chắn một cung để suy ra song song, đồng dạng hoặc thẳng hàng. Trong bài nhiều đường cao, các chân đường cao thường tạo hai góc vuông chắn cùng đường kính.
Ghi nhớ
Không phải mọi tứ giác đều nội tiếp. Hai góc kề bù không phải tiêu chuẩn tổng góc đối. Khi dùng “cùng nhìn đoạn”, cần xét các đỉnh nằm cùng phía hay khác phía đoạn để chọn quan hệ bằng nhau hoặc bù nhau đúng.
Công thức trọng tâm
A, B, C, D theo đúng thứ tự quanh một tứ giác lồi nội tiếp.
Ví dụ có lời giải từng bước
Tứ giác ABCD nội tiếp có góc A = 70°. Tính góc C và góc ngoài tại A (kề bù góc A).
- Trong tứ giác nội tiếp, hai góc đối bù nhau: A + C = 180°.
- C = 180° − 70° = 110°.
- Góc ngoài kề bù A cũng bằng 110°, đúng bằng góc trong đối diện C.
Tiêu chuẩn dùng tổng góc đối, không phải tổng hai góc kề. Khi dùng chiều đảo cần tứ giác lồi và đúng thứ tự đỉnh.
Tự kiểm tra
Thử trả lời rồi mới mở lời giải.
Nếu chỉ biết A + B = 180° thì đủ kết luận nội tiếp không?
Không. A,B là hai góc kề; cần tổng góc đối hoặc một tiêu chuẩn thích hợp khác.
Hình chữ nhật có nội tiếp không?
Có. Hai góc đối cùng 90° nên tổng 180°. Tâm là giao hai đường chéo và cách đều bốn đỉnh.
Học xong? Làm bộ luyện tập bên dưới, xem lời giải sau khi tự làm và luyện lại câu sai trong kết quả.
Chọn phương pháp và tự kiểm soát lời giải
Giải thích tổng hai góc đối: mỗi góc nội tiếp bằng nửa cung không chứa đỉnh; hai cung tương ứng của một cặp góc đối tạo cả vòng 360°, nên hai góc cộng 180°. Chiều đảo cần tứ giác lồi và các đỉnh theo đúng thứ tự.
Để tìm tâm ngoại tiếp hình chữ nhật, lấy giao hai đường chéo; hai đường chéo bằng nhau và cắt nhau tại trung điểm nên giao điểm cách đều bốn đỉnh. Bán kính bằng nửa đường chéo. Hình vuông cạnh a có đường chéo a√2 nên R=a√2/2.
Ví dụ bổ sung: từ cơ bản đến vận dụng
Ví dụ 2. Chứng minh bằng hai góc vuông
- Trong tam giác ABC nhọn, H là trực tâm, D, E lần lượt là chân đường cao từ B, C. Xét A, D, H, E.
- AD thuộc AC, DH thuộc BD nên góc ADH=90°. AE thuộc AB, EH thuộc CE nên góc AEH=90°.
- D, E cùng nhìn AH dưới góc vuông, nên A, D, H, E thuộc đường tròn đường kính AH.
Ví dụ 3. Ngoại tiếp hình chữ nhật
- Hình chữ nhật có cạnh 6 cm và 8 cm. Đường chéo bằng √(36+64)=10 cm.
- Giao hai đường chéo cách đều bốn đỉnh, là tâm ngoại tiếp.
- Bán kính R=10/2=5 cm. Hai góc đối 90°+90° cũng xác nhận nội tiếp.
Ví dụ 4. Tính góc có quan hệ đại số
- ABCD nội tiếp, góc A=2 x+10°, góc C=3 x−5°.
- Hai góc đối bù: 5 x+5=180, suy ra x=35.
- A=80°, C=100°, tổng 180°; cả hai thuộc(0°; 180°), phù hợp tứ giác lồi.
Lỗi thường gặp và cách sửa
- Hai góc kề bù không phải tiêu chuẩn hai góc đối bù.
- Không kết luận nội tiếp chỉ vì hình vẽ trông gần tròn.
- Trước khi dùng các góc cùng chắn một cung, chứng minh đủ các điểm đồng viên.
Tóm tắt và học tiếp
Tiêu chuẩn dùng tổng góc đối, không phải tổng hai góc kề. Khi dùng chiều đảo cần tứ giác lồi và đúng thứ tự đỉnh.
Bài tiếp theo: Đa giác đều – Toán 9
Luyện tập bài này
Biên soạn và hình minh họa: Gia Sư SV. Kế thừa chương tương ứng; ví dụ, lời giải và hình minh họa mới do Gia Sư SV biên soạn.
